Sigma ha rilanciato recentemente la "polemica" sulla presunta superiorità dei sensori Foveon, e in particolare del nuovo modello Quattro, affermando in un'intervista rilasciata a Imaging Resource che il loro nuovo sensore equivarrebbe a un 39 Mpixel. Esaminiamo le ragioni addotte, che - è giusto precisarlo subito - sono tecnicamente ragionevoli.
Principio di funzionamento dei sensori Bayer e Foveon
Innanzitutto, è bene ricordare brevemente i fondamenti della tecnologia Foveon. In un sensore convenzionale, i singoli pixel (fotodiodi) sono coperti da un filtro RGB detto "di Bayer", in cui i filtri colorati sono disposti a scacchiera secondo una schema che prevede il 50% di filtri di colore verde e il 25% ciascuno di filtri colore blu e rosso. La prevalenza dei versi è giustificata dal fatto che il canale verde è quello che, per l'occhio umano, è maggiormente correlato alla luminanza e al dettaglio.
Sensibilità relativa dei tre layer a diverse lunghezze d'onda della radiazione incidente
Un sensore Foveon, viceversa, sfrutta l'assorbimento fotonico progressivo del silicio per registrare, contemporaneamente, informazioni cromatiche su ogni singolo pixel, grazie a tre strati di fotodiodi sovrapposti. Il primo strato, che raccoglie i fotoni di lunghezza d'onda equivalente al blu, è il più importante dei tre e raccoglie la maggiore quantità di luce. Principalmente per questo fatto, direttamente collegato all'efficienza dei layer inferiori e quindi all'efficienza complessiva del sensore, i Foveon soffrono maggiormente di rumore ad alti ISO rispetto ai sensori tradizionali.
Principio di funzionamento del sensore Foveon Quattro
A questo punto entrano in gioco i nuovi sensori Quattro, che hanno un primo strato ad alta risoluzione (circa 20 Mpixel) e i due strati inferiori da poco meno di 5 Mpixel ciascuno. Sigma sostiene che, in questo modo, si ottengono gli stessi dettagli dei sensori Foveon tradizionali (in cui i pixel sono equidistribuiti sui tre layer) ma con meno rumore, dato che i pixel sottostanti, di dimensioni quadruple, hanno una maggiore efficienza nella cattura fotonica.
La chiave della tecnologia risiede nella risposta dei tre layer alla radiazione incidente. Si consideri, a tal proposito, che quando si parla colloquialmente di layer blu, si parla in realtà di un layer che ha sì una sensibilità massima centrata sulla lunghezza d'onda del blu, ma è che sensibile anche ad altre lunghezze d'onda. Conoscendo gli spettri di assorbimento, è possibile elaborare le informazioni sui tre layer per propagare le informazioni del layer blu sui livelli inferiori.
Il Sigma Foveon Quattro a confronto con un sensore Sigma Foveon di precedente generazione (Merrill)
Assumendo che il Quattro sia effettivamente equivalente a un Foveon tradizionale in termini di risoluzione, e non abbiamo ovviamente motivo di dubitarne, resta aperta la domanda principale: come si comportano i Foveon Quattro rispetto ai sensori tradizionali?
Secondo Sigma, la risposta è molto semplice: dato che il livello di dettaglio in un sensore tradizionale è registrato essenzialmente dai fotodiodi sotto il filtro verde, che copre il 50% della superficie, volendo confrontare un Foveon e un sensore tradizionale, la risoluzione di quest'ultimo deve essere divisa per due. Tale dato deve poi essere confrontato con il numero di Mpixel presenti sul layer più sensibile del sensore Foveon, vale a dire il layer blu. Il nuovo Foveon Quattro da 19,6 Mpixel effettivi equivarrebbe così a un sensore tradizionale da 39 Mpixel.
Il Sigma Foveon Quattro a confronto con un sensore tradizionale da 36 Mpixel
Solo chiacchiere? Non proprio: Sigma ha mostrato i risultati di alcuni test interni, che mostrano a confronto un sensore Bayer da 36 Mpixel e un Foveon Quattro, oltre che il nuovo Quattro a confronto con la precedente generazione (Merrill). Pur trattandosi di test interni, da prendere quindi con la dovuta cautela, pare che le speculazioni di Sigma abbiano qualche fondamento.
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